Номер 3, страница 133, часть 2 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

• 3. Вычислите объем ацетилена (н.у.), который был получен из 500 г карбида кальция, содержащего 10% примесей, если выход полученного ацетилена составил 75% от теоретически возможного.

Ответ: 118 л.

3. Дано:

Масса технического карбида кальция, $m_{техн.}(CaC_2) = 500$ г

Массовая доля примесей, $\omega_{прим.} = 10\%$

Практический выход ацетилена, $\eta = 75\%$

Условия: нормальные (н.у.)

Перевод в СИ и дольные единицы для расчета:

$m_{техн.}(CaC_2) = 0.5$ кг

$\omega_{прим.} = 0.1$

$\eta = 0.75$

Найти:

Практический объем ацетилена, $V_{практ.}(C_2H_2)$ — ?

Решение:

1. Первым шагом запишем уравнение химической реакции получения ацетилена путем гидролиза карбида кальция:

$CaC_2 + 2H_2o \rightarrow C_2H_2\uparrow + Ca(OH)_2$

2. В исходном веществе содержится 10% примесей, которые не участвуют в реакции. Найдем массу чистого карбида кальция ($CaC_2$). Для этого сначала определим массовую долю чистого вещества:

$\omega_{чист.}(CaC_2) = 100\% - \omega_{прим.} = 100\% - 10\% = 90\%$ (или 0.9)

Теперь рассчитаем массу чистого $CaC_2$:

$m(CaC_2) = m_{техн.}(CaC_2) \cdot \omega_{чист.}(CaC_2) = 500 \text{ г} \cdot 0.9 = 450 \text{ г}$

3. Рассчитаем молярную массу карбида кальция ($CaC_2$). Используем атомные массы: $Ar(Ca) = 40$ г/моль, $Ar(C) = 12$ г/моль.

$M(CaC_2) = Ar(Ca) + 2 \cdot Ar(C) = 40 + 2 \cdot 12 = 64 \text{ г/моль}$

4. Найдем количество вещества (число моль) чистого карбида кальция, вступившего в реакцию:

$n(CaC_2) = \frac{m(CaC_2)}{M(CaC_2)} = \frac{450 \text{ г}}{64 \text{ г/моль}} = 7.03125 \text{ моль}$

5. Согласно уравнению реакции, из 1 моль $CaC_2$ образуется 1 моль ацетилена ($C_2H_2$). Следовательно, стехиометрическое соотношение $n(CaC_2) : n(C_2H_2) = 1:1$. Тогда теоретически возможное количество вещества ацетилена равно:

$n_{теор.}(C_2H_2) = n(CaC_2) = 7.03125 \text{ моль}$

6. Теперь можно вычислить теоретически возможный объем ацетилена. При нормальных условиях (н.у.) молярный объем любого газа ($V_m$) составляет 22.4 л/моль.

$V_{теор.}(C_2H_2) = n_{теор.}(C_2H_2) \cdot V_m = 7.03125 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 157.5 \text{ л}$

7. В условии задачи указано, что практический выход продукта составил 75% от теоретически возможного. Рассчитаем практический объем полученного ацетилена:

$V_{практ.}(C_2H_2) = V_{теор.}(C_2H_2) \cdot \eta = 157.5 \text{ л} \cdot 0.75 = 118.125 \text{ л}$

Округлив результат до целого числа, получаем 118 л.

Ответ: 118 л.